[发明专利]一种基于机器学习的自主地下电缆勘测和保护系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于机器学习的自主地下电缆勘测和保护系统，该系统包括图像采集模块，设置在勘探小车主体上方伸缩杆的上端，实时采集电缆外部的图片信息；超声波测距模块，设置在勘探小车主体内部，实时测量与地下电缆的距离信息；中央处理模块，设置在勘探小车主体内部，与图像采集模块和超声波测距模块连接，实时调控勘探小车驱动路线；电缆探测器，设置在勘探小车主体上方前端，探测电缆的信号数据；控制终端，与图像采集模块和电缆探测器分别连接，判断电缆外部破损情况和内部故障原因。此系统解决了地下电缆勘探工作效率差的问题，凭借着自主勘探小车体积小、运动灵活、可持续工作等特点，有效提高了地下电缆勘探的工作效率。

技术领域

本发明涉及地下电缆勘测和预防保护领域，具体涉及一种基于机器学习的自主地下电缆勘测和保护系统及方法。

背景技术

电力对于工业生产和社会生活都十分重要，由于电力系统覆盖广范、线路复杂，所以当发生电力故障时，仅仅依靠人力排查，将花费大量时间，消耗大量人力物力。随着经济发展，我国电力线路基本由架空线转变为地下电缆，当电缆发生故障时，通过人力对实时电磁信号、电缆图形采集和电缆负荷信号的测量等工作进行排查显得尤为困难，地下电缆勘探工作效率差。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于机器学习的自主地下电缆勘测和保护系统及方法。此系统旨在解决地下电缆勘探工作效率差的问题，凭借着自主勘探小车体积小、运动灵活、可持续工作等特点，可以在共同沟中实时电磁信号的检测，电缆的图像采集、电缆负荷的测量等工作，并通过数据分析判断电缆机械损伤、绝缘受潮、长期超负荷运行、电缆接头故障等问题，有效提高地下电缆勘探的工作效率。

为达到上述目的，本发明提供了一种基于机器学习的自主地下电缆勘测和保护系统，该系统包括图像采集模块、超声波测距模块、中央处理模块、电缆探测器和控制终端；图像采集模块，设置在勘探小车主体上方的伸缩杆的上端，实时采集勘探小车行进前方电缆外部的图片信息；超声波测距模块，设置在勘探小车主体内部，实时测量勘探小车与地下电缆的距离信息；中央处理模块，设置在勘探小车主体内部，与所述图像采集模块以及所述超声波测距模块连接，实时处理所述图片信息和所述距离信息，实时调控勘探小车驱动路线；电缆探测器，设置在勘探小车主体上方前端，探测并存储地下电缆的信号数据；控制终端，与图像采集模块和电缆探测器分别连接，分析处理图片信息和信号数据，判断外部破损情况和内部故障原因。

最优选的，该系统可切换两种工作模式，包括故障维护模式和日常维护模式。

最优选的，该系统还包括人工遥控器，与图像采集模块连接；系统切换为故障排查模式下，人工遥控器产生无线电信号，人为调控勘探小车的驱动路线，直至勘探小车位于合适位置。

最优选的，该系统还包括通讯单元，设置在勘探小车主体内部，与图像采集模块、电缆探测器、控制终端和人工遥控器连接，用以无线电信号和信号数据的传输。

最优选的，通讯单元还包括无线电收发模块和wifi模块；无线电收发模块用于故障排查模式下，图像采集模块与人工遥控器间的无线电信号的传输；wifi模块用于日常维护模式下，电缆探测器与控制终端间的信号数据的传输。

最优选的，超声波测距模块在日常维护模式下，自主发射超声波信号，并接收超声波反射信号，计算出勘探小车与地下电缆的距离信息并及时避障。

最优选的，该系统还包括图像传输模块，设置在勘探小车主体内部，将图片信息传输至控制终端。

最优选的，电缆探测器包括电感器、电压互感器、电流互感器和温度湿度传感器；电感器探测电磁信号；电压互感器和电流互感器探测电压信号、电流信号和电缆负荷信号；温度湿度传感器探测温度和湿度。

最优选的，勘探小车主体下方还设置有车轮；车轮为履带式车轮。